JP2993965B2 - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JP2993965B2 JP2993965B2 JP63052677A JP5267788A JP2993965B2 JP 2993965 B2 JP2993965 B2 JP 2993965B2 JP 63052677 A JP63052677 A JP 63052677A JP 5267788 A JP5267788 A JP 5267788A JP 2993965 B2 JP2993965 B2 JP 2993965B2
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- double layer
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気二重層コンデンサに関するものである。
［従来の技術］ 従来、電気二重層コンデンサの分極性電極として、粉
末活性炭、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチ
レン（PTFE）等を湿式混練し、シート化したものが用い
られてきた。（特開昭62−31109） ［発明の解決しようとする課題］ この方法によれば、炭素系材料の粒度及び混合割合及
び混練、延伸の程度により、シート電極の密度及び気孔
率に著しい差を生じ、これを組み込んだ製品の再現性及
び信頼性に問題を含んでいた。そのため用いる炭素系材
料の性能が十分に発揮されていない欠点を有していた。
末活性炭、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチ
レン（PTFE）等を湿式混練し、シート化したものが用い
られてきた。（特開昭62−31109） ［発明の解決しようとする課題］ この方法によれば、炭素系材料の粒度及び混合割合及
び混練、延伸の程度により、シート電極の密度及び気孔
率に著しい差を生じ、これを組み込んだ製品の再現性及
び信頼性に問題を含んでいた。そのため用いる炭素系材
料の性能が十分に発揮されていない欠点を有していた。
［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の欠点を解決すべくなされたものであ
り、粉末活性炭、カーボンブラック、黒鉛等の粉末炭素
系材料と有機バインダーからなる分極性電極を用いた電
気二重層コンデンサであって該電極の気孔率が60〜90％
であり、見かけ密度が0.3g/cm3〜0.7g/cm3であることを
特徴とする電気二重層コンデンサを提供するにある。
り、粉末活性炭、カーボンブラック、黒鉛等の粉末炭素
系材料と有機バインダーからなる分極性電極を用いた電
気二重層コンデンサであって該電極の気孔率が60〜90％
であり、見かけ密度が0.3g/cm3〜0.7g/cm3であることを
特徴とする電気二重層コンデンサを提供するにある。
本発明において電極の気孔率とは次の様に定義され
る。
る。
気孔率＝全孔容積／多孔体（電極）の体積 全孔容積とは分極性電極を構成する材料粒子内の細孔
容積と粒子間の隙間の和を示す。
容積と粒子間の隙間の和を示す。
具体的には電解液を電極に含浸せしめ、この含浸量を
もって全孔容積とした。
もって全孔容積とした。
又、見かけ密度とは、電極の実測重量／多孔体（電
極）の体積で示される。
極）の体積で示される。
かくして本発明において電極の気孔率が60％より小さ
いか、見かけ密度が0.7g/cm3より大きい場合には、電解
液の含浸が不十分となり、所定の定格の電圧が得られな
かったり、不安定となり、逆に気孔率が90％より大きい
か、見かけ密度が0.3g/cm3より小さい場合には、強度が
不十分となり一部欠落を生じたり、電解液の含浸が不十
分となり、内部抵抗の上昇を生じ不安定となる等不都合
が生じるので何れも不適当である。
いか、見かけ密度が0.7g/cm3より大きい場合には、電解
液の含浸が不十分となり、所定の定格の電圧が得られな
かったり、不安定となり、逆に気孔率が90％より大きい
か、見かけ密度が0.3g/cm3より小さい場合には、強度が
不十分となり一部欠落を生じたり、電解液の含浸が不十
分となり、内部抵抗の上昇を生じ不安定となる等不都合
が生じるので何れも不適当である。
本発明の分極性電極に用いる有機バインダーとして
は、電気化学的に不活性で均一に分散するものであれ
ば、特に制限はなく、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン（PTFE）が用いられる。その使用割合としては電気導
電性を損わない範囲、具体的には５〜40重量％まで添加
することが可能である。また電気導電性を付与する目的
で添加する黒鉛及びカーボンブラックの添加量として
は、10〜20重量％で十分であるが、容量をコントロール
する意味から20重量％以上加えることも可能である。
は、電気化学的に不活性で均一に分散するものであれ
ば、特に制限はなく、例えばポリテトラフルオロエチレ
ン（PTFE）が用いられる。その使用割合としては電気導
電性を損わない範囲、具体的には５〜40重量％まで添加
することが可能である。また電気導電性を付与する目的
で添加する黒鉛及びカーボンブラックの添加量として
は、10〜20重量％で十分であるが、容量をコントロール
する意味から20重量％以上加えることも可能である。
また、粉末活性炭の配合割合は、20〜80重量％が好ま
しい。80重量％を超える場合には、強度が不十分になっ
たりあるいは電導度が不十分になったりすることがあ
る。一方、20重量％未満では目的とする容量が得られに
くい。
しい。80重量％を超える場合には、強度が不十分になっ
たりあるいは電導度が不十分になったりすることがあ
る。一方、20重量％未満では目的とする容量が得られに
くい。
［実施例］ 次に実施例及び比較例を図面に基づいて具体的に説明
する。
する。
実施例１ 本発明の実施例及び比較例に共通のものとして第１図
に示す様なコイン型の電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径20mm、厚み2.0mm）を次の様にして試作し
た。
に示す様なコイン型の電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径20mm、厚み2.0mm）を次の様にして試作し
た。
まず活性炭粉末（比表面積1500m2/g）80％、カーボン
ブラック（比表面積950m2/g）10％にポリテトラフルオ
ロエチレン（PTFE）10％を添加して、湿式混練と延伸に
より厚さ0.70mmにシート化した。この様にして得られた
シート状分極性電極を十分に乾燥したのち、エタノール
を含浸させ、吸収されたエタノール量より気孔率を求め
たところ、65％であることがわかった。またこの電極は
直径15mm、厚さ0.70mm、体積0.124cm2であり実測重量が
80.6mgであることから、電極の見かけ密度は0.65g/cm3
であった。このシートを第１図に示す様分極性電極１
（直径15mm、厚さ0.70mm）とし、これと同一の組成、形
状を有する分極性電極２とをポリプロピレン繊維不織布
よりなるセパレータ３を介してステンレス鋼製キャップ
４及びステンレス鋼製の缶５からなる外装容器中に黒鉛
系導電性接着剤7,7′にてそれぞれ接着し、収納する。
次にユニットセル中に0.6Mのテトラフルオロホウ酸テト
ラエチルホスホニウム塩（Et4PBF4）をプロピレンカー
ボネート（PC）に溶解した電解液を充分に含浸後、ポリ
プロピレンパッキング６を介してキャップ４及び缶の端
部をかしめて封口した。
ブラック（比表面積950m2/g）10％にポリテトラフルオ
ロエチレン（PTFE）10％を添加して、湿式混練と延伸に
より厚さ0.70mmにシート化した。この様にして得られた
シート状分極性電極を十分に乾燥したのち、エタノール
を含浸させ、吸収されたエタノール量より気孔率を求め
たところ、65％であることがわかった。またこの電極は
直径15mm、厚さ0.70mm、体積0.124cm2であり実測重量が
80.6mgであることから、電極の見かけ密度は0.65g/cm3
であった。このシートを第１図に示す様分極性電極１
（直径15mm、厚さ0.70mm）とし、これと同一の組成、形
状を有する分極性電極２とをポリプロピレン繊維不織布
よりなるセパレータ３を介してステンレス鋼製キャップ
４及びステンレス鋼製の缶５からなる外装容器中に黒鉛
系導電性接着剤7,7′にてそれぞれ接着し、収納する。
次にユニットセル中に0.6Mのテトラフルオロホウ酸テト
ラエチルホスホニウム塩（Et4PBF4）をプロピレンカー
ボネート（PC）に溶解した電解液を充分に含浸後、ポリ
プロピレンパッキング６を介してキャップ４及び缶の端
部をかしめて封口した。
前述の様にして作製した電気二重層コンデンサのユニ
ットセルを２コ直列につなぎ、20℃にて5.5V印加後2.0V
まで1mAにて定電流放電を行ない、放電時間より容量を
算出した。こののち、70℃にて5.5Vを1000時間にわたり
印加し、高温負荷試験後の容量を測定し、定量劣化率を
求めた結果を表１に示す。
ットセルを２コ直列につなぎ、20℃にて5.5V印加後2.0V
まで1mAにて定電流放電を行ない、放電時間より容量を
算出した。こののち、70℃にて5.5Vを1000時間にわたり
印加し、高温負荷試験後の容量を測定し、定量劣化率を
求めた結果を表１に示す。
実施例２ 活性炭粉末（比表面積1500m2/g）85％、カーボンブラ
ック（比表面積950m2/g）10％にポリテトラフルオロエ
チレン（PTFE）５％を添加して、湿式混練と延伸により
厚さ0.70mmにシート化した。この電極を実施例１と同じ
方法にて気孔率を求めたところ、気孔率は80％であり、
電極密度は0.65g/cm3であった。このシート状電極を分
極性電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て
高温負荷試験を行なった結果を表１に示す。
ック（比表面積950m2/g）10％にポリテトラフルオロエ
チレン（PTFE）５％を添加して、湿式混練と延伸により
厚さ0.70mmにシート化した。この電極を実施例１と同じ
方法にて気孔率を求めたところ、気孔率は80％であり、
電極密度は0.65g/cm3であった。このシート状電極を分
極性電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て
高温負荷試験を行なった結果を表１に示す。
比較例１ 実施例１と同一材料、組成にて湿式混練し、延伸の度
合を変えてシート電極を試作したところ、気孔率58％、
密度0.70g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分極
性電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て、
高温負荷試験を行なった結果を表１に示す。
合を変えてシート電極を試作したところ、気孔率58％、
密度0.70g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分極
性電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て、
高温負荷試験を行なった結果を表１に示す。
実施例３ 活性炭粉末（比表面積1500m2/g）60％、カーボンブラ
ック（比表面積950m2/g）30％にPTFE10％を添加して、
湿式混練と延伸により厚さ0.70mmtにシート化した。こ
のシート電極の気孔率は75％、密度は0.52g/cm3であっ
た。このシート状電極を分極性電極に用い、実施例１と
同様にしてセルを組み立て高温負荷試験を行なった結果
を表１に示す。
ック（比表面積950m2/g）30％にPTFE10％を添加して、
湿式混練と延伸により厚さ0.70mmtにシート化した。こ
のシート電極の気孔率は75％、密度は0.52g/cm3であっ
た。このシート状電極を分極性電極に用い、実施例１と
同様にしてセルを組み立て高温負荷試験を行なった結果
を表１に示す。
比較例２ 活性炭粉末（比表面積1500m2/g）60％、カーボンブラ
ック（比表面積50m2/g）30％にPTFE10％を添加してシー
ト電極を試作したところ、気孔率58％、電極密度は0.53
g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分極性電極に
用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て高温負荷試
験を行なった結果を表１に示す。
ック（比表面積50m2/g）30％にPTFE10％を添加してシー
ト電極を試作したところ、気孔率58％、電極密度は0.53
g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分極性電極に
用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て高温負荷試
験を行なった結果を表１に示す。
実施例４ 活性炭粉末（比表面積1500m2/g）20％、カーボンブラ
ック（比表面積950m2/g）70％にPTFE10％を添加して、
シート電極を試作したところ、気孔率は85％、電極密度
は0.36g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分極性
電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て高温
負荷試験を行なった結果を表１に示す。
ック（比表面積950m2/g）70％にPTFE10％を添加して、
シート電極を試作したところ、気孔率は85％、電極密度
は0.36g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分極性
電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立て高温
負荷試験を行なった結果を表１に示す。
比較例３ 実施例４と同一材料、組成にて湿式混練し、延伸の度
合を変えてシート電極を試作したところ気孔率91％、電
極密度0.29g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分
極性電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立
て、高温負荷試験を行なった結果を表１に示す。
合を変えてシート電極を試作したところ気孔率91％、電
極密度0.29g/cm3の電極を得た。このシート状電極を分
極性電極に用い、実施例１と同様にしてセルを組み立
て、高温負荷試験を行なった結果を表１に示す。
［発明の効果］ 表１の結果から理解される如く本発明によれば、高温
負荷特性にすぐれた電気二重層コンデンサを提供するこ
とが可能であり、その工業価値は極めて大きい。
負荷特性にすぐれた電気二重層コンデンサを提供するこ
とが可能であり、その工業価値は極めて大きい。
第１図は本発明の一例による電気二重層コンデンサの断
面図である。 1,2;分極性電極 3;セパレータ 4;キャップ 5;缶 6;パッキング 7,7′；接着剤
面図である。 1,2;分極性電極 3;セパレータ 4;キャップ 5;缶 6;パッキング 7,7′；接着剤
フロントページの続き (72)発明者 有賀 広志 神奈川県横浜市神奈川区片倉町１―17― 14 (56)参考文献 特開 昭60−171714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−149115（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/058
Claims (2)
- 【請求項１】粉末炭素系材料と有機バインダーとからな
る分極性電極を用いた電気二重層コンデンサであって、
該電極の気孔率が60〜90％であり、見かけ密度が0.3〜
0.7g/cm3であることを特徴とする電気二重層コンデン
サ。 - 【請求項２】有機バインダーが、ポリテトラフルオロエ
チレンからなり、電極中に５〜40重量％含まれる請求項
１記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052677A JP2993965B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052677A JP2993965B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227417A JPH01227417A (ja) | 1989-09-11 |
| JP2993965B2 true JP2993965B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=12921513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052677A Expired - Lifetime JP2993965B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993965B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161589A (ja) * | 1993-12-06 | 1995-06-23 | Nisshinbo Ind Inc | 電気二重層キャパシタ |
| JP3502490B2 (ja) * | 1995-11-01 | 2004-03-02 | 昭和電工株式会社 | 炭素繊維材料及びその製造法 |
| US6246568B1 (en) | 1997-06-16 | 2001-06-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electric double-layer capacitor and method for manufacturing the same |
| JPH11102844A (ja) * | 1997-07-28 | 1999-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
| US6528211B1 (en) | 1998-03-31 | 2003-03-04 | Showa Denko K.K. | Carbon fiber material and electrode materials for batteries |
| JP4608871B2 (ja) | 2003-11-20 | 2011-01-12 | Ｔｄｋ株式会社 | 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
| JP2007194614A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-08-02 | Showa Denko Kk | 電気二重層キャパシタ |
| JP4959259B2 (ja) | 2006-09-01 | 2012-06-20 | 日本ゴア株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
| JP2010219323A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 電気二重層キャパシタ用電極 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60149115A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-06 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタの製造法 |
| JPS60171714A (ja) * | 1984-02-16 | 1985-09-05 | 日立マクセル株式会社 | 電気二重層キヤパシタの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP63052677A patent/JP2993965B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01227417A (ja) | 1989-09-11 |
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Legal Events
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